В современном обществе, в котором активно популяризируется здоровый образ жизни, каждые несколько лет появляется новая модная диета. Имеющиеся научные доказательства пользы диеты Аткинсона, кетогенной, вегетарианской и многих других диет очень усложняют выбор подходящего варианта, но одно утверждение остается неизменным — насыщенные жиры плохо влияют на состояние здоровья. В ходе нового исследования ученые из Колумбийского университета (Columbia University), США, исследовали механизм, лежащий в основе данного пагубного воздействия. Полученные результаты, опубликованые в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences», могут оказать значительное влияние на понимание этиологии и лечения ожирения, сахарного диабета 2-го типа и сердечно-сосудистых заболеваний.
Врачи, диетологи и исследователи не сомневаются в том, что избыточное употребление насыщенных жиров повышает риск развития патологий, занимающих ведущие места в причинах смерти. Однако ранее они не могли определить, почему насыщенные жиры, содержащиеся в продуктах животного происхождения, являются токсичными для клеток, в то время как ненасыщенные, входящие в состав рыбы и масличных растений, наоборот, могут проявлять защитные свойства. Для ответа на данный вопрос американские ученые разработали новый метод микроскопии, который позволяет отслеживать перемещение жирных кислот после их поступления в клетку. Метод предполагает замену атомов водорода в жирных кислотах на изотоп дейтерий, что не изменяет их физико-химические свойства и биологическую активность.
Авторы работы выявили, что процесс построения клеточной мембраны из насыщенных жирных кислот приводит к появлению участков с нарушенной пластичностью, в которых молекулы «замерзают». В нормальных условиях клеточная мембрана всегда остается гибкой и текучей. Ученые пояснили, что жесткие однонаправленные цепи насыщенных жирных кислот удерживают молекулы липидов и отделяют их от мембраны. В ходе микроскопии исследователи заметили, что эти молекулы липидов вначале накапливаются на ограниченных участках, которые не двигаются и выглядят «твердыми». По мере того как насыщенные жирные кислоты входят в клетку, участки увеличиваются и постепенно повреждают всю клетку.
Руководитель исследования доктор Веи Мин (Wei Min) заметил, что долгое время ученые полагали, что мембрана текучая и встраивание в нее белков приводит к изменению ее функции и каким-либо реакциям. Твердые мембраны, скорее всего, не часто встречаются в живых клетках, и потому то, что наблюдали исследователи, поразило их. Известно, что молекулы липидов, состоящих из ненасыщенных жирных кислот, имеют нелинейную структуру, что препятствует их плотному прилеганию друг к другу, как у молекул жиров из насыщенных жирных кислот. Первые, даже формируя мембрану, продолжают свободно перемещаться и не группируются в кластеры. В процессе движения молекулы скользят между плотными конгломератами насыщенных жирных кислот. В ходе дальнейшей работы ученые определили, что добавление ненасыщенных жирных кислот способствует разрушению участков мембраны, состоящих из молекул насыщенных жирных кислот. Этим механизмом можно частично объяснить благотворное влияние ненасыщенных жирных кислот на состояние пациентов с диагностированными липидными нарушениями.
Исследователи заметили, что в ходе данной работы им впервые удалось визуализировать распределение и перемещение жирных кислот внутри живых клеток, а также определить механизм токсичного влияния насыщенных жирных кислот на клеточную мембрану, о котором не было известно ранее. Они полагают, что поведение насыщенных жирных кислот после их поступления в клетку приводит к развитию распространенных патологий, которые часто становятся причиной смерти пациентов. Полученные результаты можно использовать для разработки новых эффективных методов лечения больных с данными патологиями. Возможно, например в будущем, специалисты найдут способ, позволяющий блокировать токсичные липиды.
- Columbia University (2017) How saturated fatty acids damage cells: Observations of saturated and unsaturated fatty acid behavior could impact public health. ScienceDaily, Dec. 1 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171201181545.htm).
- Shen Y., Zhao Z., Zhang L. et al. (2017) Metabolic activity induces membrane phase separation in endoplasmic reticulum. Proceedings of the National Academy of Sciences, Dec. 1 [Epub. ahead of print].
Юлия Котикович
